（新课标）2022年高考物理一轮复习 高效课堂精讲精练27

新课标2022年高考一轮复习之高效课堂精讲精练27一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分．)图9－3－161．如图9－3－16所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区为止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的(　　)【解析】　BC边刚进入磁场时，产生的感应电动势最大，由右手定则可判定电流方向为逆时针方向，是正值，随线框进入磁场，有效长度l逐渐减小，由E＝Blv得电动势均匀减小，即电流均匀减小；当线框刚出磁场时，切割磁感线的有效长度l最大，故电流最大，且为顺时针方向，是负值；此后电流均匀减小，故只有A图象符合要求．【答案】　A2．A和B是两个大小相同的环形线圈，将两线圈平行共轴放置，如图9－3－17(a)所示，当线圈A中的电流i1随时间变化的图象如图9－3－17(b)所示时，若规定两电流方向如图(a)所示的方向为正方向，则线圈B中的电流i2随时间t变化的图象是图中的(　　)图9－3－17【解析】　在第一阶段原电流减少，线圈B中的磁场减弱，感应电流产生磁场与A-8-\n中电流产生磁场方向相同；在第二阶段，A中电流反向增大，线圈B中的磁场增强，感应电流磁场与A中电流产生磁场方向相反．【答案】　D图9－3－183．(2022·太原模拟)如图9－3－18所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线．从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示It关系的图线中，大致正确的是(　　)【解析】　从t＝0开始，线框的位移从0到l，导线框切割磁感线的有效长度线性增加，感应电流也线性增加；线框的位移从l到2l，导线框完全进入磁场，无感应电流；线框的位移从2l到3l，导线框切割磁感线的有效长度线性减少，感应电流也线性减小．D正确．【答案】　D图9－3－194．如图9－3－19所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为(　　)A.　　　B.　　　C.　　　D．Bav【解析】　-8-\n当摆到竖直位置时，AB棒产生的电动势E＝B·2a·＝Bav.等效电路如图所示．则U＝＝.【答案】　A图9－3－205．如图9－3－20所示，abcd是金属导线做成的长方形线框，MN是可以在ab、cd上滑动并能保持与ab、cd良好接触的金属棒，除导体棒MN和线框ab边外其余电阻均不计，整个线框均处在与框面垂直的匀强磁场中，当MN由靠近ac边处向bd边匀速滑动的过程中，下列说法正确的是(　　)A．MN中的电流大小不变B．MN中的电流先增大后减小C．MN中的电流先减小后增大D．MN两端的电势差先减小后增大【解析】　MN从左向右移动的过程中，外电路的电阻先增加后减小，因而MN中的电流先减小后增大．【答案】　C二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分．全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分．)图9－3－216．如图9－3－21所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计，现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时(　　)A．电容器两端的电压为零B．电阻两端的电压为BLvC．电容器所带电荷量为CBLvD．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力为零【解析】　当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端无电压，电容器两极板间电压U＝E＝BLv，所带电荷量Q＝CU＝CBLv，故C对；MN匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D正确．【答案】　CD-8-\n7．(2022·长春模拟)在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图9－3－22甲所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．则下列说法正确的是(　　)图9－3－22A．在时间0～5s内，I的最大值为0.1AB．在第4s时刻，I的方向为逆时针C．前2s内，通过线圈截面的总电荷量为0.01CD．第3s内，线圈的发热功率最大【解析】　根据Bt图象的斜率表示，由E＝＝nSk，因此刚开始时，图象的斜率为0.1，代入得电源的电动势为0.01V，电流为0.01A，故A项错误；在第4s时，根据楞次定律，电流为逆时针，故B项正确；由q＝，代入得C项正确；第3s内，B不变，故不产生感应电流，因此发热功率为零，D项错误．【答案】　BC图9－3－238．(2022·无锡模拟)如图9－3－23所示，固定在水平面上的正方形导线框abdc边长为L，其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边的电阻可忽略．导体棒PQ长度也为L，质量为m，电阻不计，与导线框间的动摩擦因数为μ.匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．对导体棒PQ施加水平外力，让它以恒定速度v从ac边滑向bd边，则(　　)A．电路中产生的感应电动势恒定，大小为BLvB．所需外力始终向右，大小为μmg＋vC．整个装置中消耗的电热功率的最小值为D．整个装置中消耗的机械功率的最小值为【解析】　导体棒向右匀速运动时，电路中产生的感应电动势恒定，大小为BLv，A正确；由于外电路的总电阻发生变化，故导体棒所受的安培力变化，所需的外力也将发生变化，B错误；当外电路的总电阻最大时，即ab-8-\n边左右两部分的电阻相等，此时整个装置中消耗的电热功率最小，且最小值为，C正确．因为摩擦力做功仍消耗机械能，所以消耗的机械功率的最小值大于，D错．【答案】　AC9．(2022·茂名模拟)如图9－3－24所示，在水平桌面上放置两根相距L的光滑平行金属导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连．金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B.金属滑杆与导轨电阻不计，金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后，与一质量为m的物块相连，拉金属滑杆的绳处于水平拉直状态．现若从静止开始释放物块，用I表示回路中的感应电流，g表示重力加速度，则在物块下落过程中物块的速度不可能(　　)图9－3－24A．小于　　　　　B．大于C．小于D．大于【解析】　MN的最大速度就是安培力等于重力时对应的速度，即BIL＝mg，I＝，v＝，故A正确，B错误；又I＝，与最大速度v＝联立解得v＝，C正确D错误．【答案】　BD图9－3－2510．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO，已知ab＝bc＝cO＝L/3，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好．一电容为C的电容器接在轨道上，如图9－3－25所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度ω顺时针匀速转动时，下列选项正确的是(　　)A．Uac＝2UbOB.Uac＝2UabC．电容器带电荷量Q＝BL2ωCD．若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零-8-\n【解析】　金属杆转动切割磁感线，UaO＝BL2ω，UbO＝B(L)2ω＝BL2ω，UcO＝B(L)2ω＝BL2ω；则Uac＝UaO－UcO＝BL2ω，得Uac＝2UbO，A对；Uab＝UaO－UbO＝BL2ω，B项错误；电容器两端的电压为Uac，故Q＝CUac＝BL2ωC，C正确；当把电压表接在eO间时，表与Oce组成回路，电压表有示数，测量cO间的电压，故D错．【答案】　AC三、非选择题(本题共2小题，共30分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(14分)两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图9－3－26所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为x的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：图9－3－26(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.【解析】　(1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离x所用时间为t，三个电阻R与电源串联，总电阻为4R，则E＝Blv由闭合电路欧姆定律有I＝t＝由焦耳定律有Q＝I2(4R)t联立上述各式解得v＝.(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有U＝IR电容器所带电荷量q＝CU解得q＝.【答案】　(1)　(2)12．(16分)如图9－3－27(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3m．导轨左端连接R＝0.6Ω的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面的匀强磁场B＝0.6T，磁场区域宽D＝0.2m．细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4m-8-\n的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3Ω.导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v＝1.0m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图(b)中画出．图9－3－27【解析】　t1＝＝0.2s在0～t1时间内，A1产生的感应电动势E1＝BLv＝0.18V.其等效电路如图甲所示．由图甲知，电路的总电阻R0＝r＋＝0.5Ω总电流为I＝＝0.36A通过R的电流为IR＝＝0.12A从A1离开磁场(t1＝0.2s)至A2刚好进入磁场t2＝的时间内，回路无电流，IR＝0，从A2进入磁场(t2＝0.4s)至离开磁场t3＝＝0.6s的时间内，A2上的感应电动势为E2＝0.18V，其等效电路如图乙所示．由图乙知，电路总电阻R0＝0.5Ω，总电流I＝0.36A，流过R的电流IR＝0.12A，综合以上计算结果，绘制通过R的电流与时间关系如图所示．-8-\n【答案】　见解析-8-